Лекционный курс модуля 3
.pdf
Рис. 1. Интерпретация закона толерантности на примере воздействия на организм концентрации некоего вещества как экологического фактора: Cʹлет, Слет, Cʹлим, Слим, Cопт,
– концентрации летальная, лимитирующая, оптимальная, максимальная и предельно допустимая, соответственно.
Таким образом, каждый вид имеет свои пределы выносливости к действию данного фактора, которые графически выражаются в виде кривых толерантности.
Организмы с широким диапазоном толерантности по отношению к данному фактору называются эврибионтами (от греч. ευρί - «широкий» и греч. βίον - «живущий»).
Организмы с узким диапазоном толерантности по отношению к данному фактору называются стенобионтами (от греч. στενός - «узкий» и греч. βίον - «живущий»). Один и
тот же организм может быть стенобионтом по отношению к одним факторам и эврибионтом по отношению к другим. Более того, в разные периоды жизни одного организма его требования к среде могут существенно меняться. Например, по отношению к температуре личинки насекомых обычно стенобионты, в то время как куколки и взрослые особи могут относиться к эврибионтам. Данная классификация организмов
широко используется для оценки диапазона толерантности к действию таких фундаментальных экологических факторов как температура, давление, солёность среды обитания. В этом случае организмы распределяются на следующие подгруппы: эвритермные и стенотермные (от греч. θερμότητα – «теплота»), эврибатные и стенобатные (от греч. βάθος – «глубина»), эвригалинные и стеногалинные (от грес. αλάτι – «соль»)
Адаптация живых организмов к условиям среды обитания
При изменении любого абиотического или биотического фактора вид ожидает один из трёх путей:
1.Миграция (при этом часть популяции может найти новое местообитание с подходящими условиями и продолжить там своё существование).
2.Вымирание (наступает, если ни одна пара особей не может мигрировать, спасаясь от воздействия неблагоприятных факторов, которые выходят за пределы устойчивости всех индивидов).
3.Адаптация (в случае, если в генофонде присутствуют гены, которые позволят некоторым особям выжить в новых условиях и восстановить потомство, то через
PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
несколько поколений под действием естественного отбора возникнет популяция, хорошо приспособившаяся к новым условиям среды обитания).
Адаптация – это эволюционно выработанная и наследственно закреплённая способность живых организмов, позволяющая им существовать в условиях динамически изменяющихся экологических факторов.
В зависимости от тех преобразований, которые претерпевают живые организмы, выделяют следующие виды адаптации:
1)морфологическая адаптация – это приспособление внешней формы организма к окружающей среде (например, длинная шея у жирафа, чтобы поедать верхние листья деревьев, прочный панцирь у черепахи; предостерегающая окраска покровов тела у насекомых);
2)физиологическая адаптация – это приспособление внутреннего строения организма к окружающей среде (например, животные пустынь могут получать воду за счёт биохимического расщепления жиров);
3)поведенческая адаптация – это изменение поведения и образа жизни (например, сезонные перелёты птиц, спячка у животных).
Таким образом, по мере изменения условий среды, некоторые виды адаптируются,
адругие мигрируют или вымирают. Выживание вида обеспечивается его генетическим разнообразием и стабильностью условий среды обитания, характеризующейся слабыми колебаниями значений экологических факторов.
Экологическая ниша организма. Определения, правила, классификация
Видовые популяции, также как отдельный живой организм, в реальных экосистемах устойчиво существуют лишь при определенных сочетаниях большого числа, так называемых «благоприятных» условий. Важнейшие аспекты этих условий определяют в каждом конкретном случае и «возможность», и «необходимость» существования организмов одного вида в данной экосистеме, то есть наличие экологической ниши.
Термин «ниша» был введен в науку в 1917 году Джорджем Бёрном Гриннеллом (George Bird Grinnell) для обозначения самой мелкой единицы распространения вида и
определял потенциальный характер распространения отдельного вида в условиях отсутствия взаимодействия с другими видами. В 1927 году Чарльз Элтон (Charles Sutherland Elton) трактовал «нишу» как место определенного вида в биотической среде в смысле его пищевых связей и взаимодействий с врагами, подчеркивая реальный функциональный аспект.
Современное определение термина следующее: экологическая ниша - это совокупность всех требований организма к условиям среды обитания (составу и режимам экологических факторов) и место, где эти требования удовлетворяются.
Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации вида. Местообитание организма – это его «адрес», тогда как экологическая ниша – его «род занятий», «стиль жизни», «профессия».
Экологическая специфичность видов подчеркивается аксиомой экологической адаптированности: каждый вид адаптирован к строго определенной, специфичной для него совокупности условий существования – экологической нише.
Таким образом, сколько на Земле видов живых организмов – столько же и экологических ниш.
Организмы, ведущие сходный образ жизни, как правило, не живут в одних и тех же местах из-за межвидовой конкуренции.
Согласно установленному в 1934 г. советским биологом Георгием Францевичем Гаузе принципу конкурентного взаимоисключения: два вида не занимают одну и ту же экологическую нишу.
PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
В природе также действует правило обязательности заполнения экологических ниш: пустующая экологическая ниша всегда и обязательно будет заполнена.
Встречающееся выражение «свободная экологическая ниша» означает, что в определенном месте слаба конкуренция за какой-либо вид корма или т.п.
Особенно важно учитывать природные закономерности при попытках вмешаться в существующую ситуацию с целью создания более благоприятных условий для человека. Биологами доказано следующее: в городах при повышении загрязненности территории пищевыми отходами возрастает численность ворон. При попытке улучшить ситуацию
путем их физического уничтожения освободившаяся экологическая ниша будет заполнена видом, имеющим близкую экологическую нишу, а именно - крысами.
Классификация экологических ниш. Экологические ниши всех живых организмов делятся на специализированные и общие. Это деление зависит от основных источников питания, размеров местообитания, чувствительности к абиотическим факторам соответствующих видов.
Специализированные ниши присущи видам растений и животных, которые приспособлены к существованию в узком диапазоне климатических условий, питаются ограниченном набором растений или животных. Например, гигантская панда имеет узко специализированную экологическую нишу, так как на 99% питается листьями и побегами бамбука. Массовое уничтожение некоторых видов бамбука в районах Китая, где обитала панда, привело это животное к вымиранию.
Видам с общими экологическими нишами характерна легкая адаптация к изменениям экологических факторов среды обитания. Они могут успешно существовать в различных местах, питаться разнообразной пищей и выдерживать резкие колебания природных условий. Общие экологические ниши имеются у мух, тараканов, мышей, крыс, людей. Для видов, имеющих общие экологические ниши, существует значительно меньшая угроза вымирания, чем для видов, имеющих специализированные ниши.
Вне зависимости от вида, каждая экологическая ниша в зависимости от состояния может быть фундаментальной и реализованной.
Фундаментальная экологическая ниша – это всё множество оптимальных условий, в которых вид может существовать при отсутствии конкуренции (определяется физиологическими особенностями организмов).
Реализованная ниша представляет собой фактический комплекс условий, в которых вид обычно существует. Реализованная ниша всегда меньше фундаментальной.
Выход из конкуренции достигается расхождением требований к среде или, другими словами, разграничением экологических ниш видов.
Конкурирующие виды, обитающие совместно, для ослабления конкуренции часто «разделяют» имеющиеся ресурсы. Типичный пример - деление на животных, активных днем, и проявляющих свою активность ночью. Летучие мыши (каждое четвертое в мире млекопитающее принадлежит к этому подотряду рукокрылых) делят воздушное пространство с другими охотниками на насекомых - птицами, используя смену дня и ночи. Правда, у летучих мышей есть несколько относительно слабых конкурентов, таких как совы и козодои, которые также активны ночью.
Похожее разделение экологических ниш на дневную и ночную «смены» наблюдается у растений. Одни растения распускают цветки днём (большинство дикорастущих видов), другие - ночью (любка двулистная, душистый табак). При этом ночные виды испускают ещё и привлекающий опылителей запах.
PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com